预答辩公告

学位论文简介

随着互联网及社交网络的不断普及和扩展，IT领域也正在从传统的PC与服务器时代迈入云计算和大数据时代。越来越多的应用被部署在云上，深刻地改变着人们的生产和生活方式，这也对云计算平台的性能和可用性提出了更高的要求。针对这两个方面，本文在云计算平台的虚拟化技术、快速恢复技术和主动存储技术展开了研究，具体内容如下：

1. 针对现代云计算平台虚拟计算环境中，现有的GPU虚拟化方案未充分利用GPU强大的2D/3D硬件加速的图形渲染性能或并行计算潜能，或者尚未考虑GPU域内部资源在性能不同的VM之间公平分配需求的问题。本文提出了一种虚拟多通道GPU虚拟化架构，并重新设计虚拟多通道GPU公平调度算法，不仅为多个DomU充分利用了物理GPU进行硬件加速，也使得GPU资源分配的公平性得到了有效改善。

2. 在大容量固态硬盘的普及之后，高性能的云计算平台开始逐渐用固态硬盘来取代机械硬盘作为底层存储。为了保持高可用性，缩短系统恢复时间，本文提出了一种新的基于小容量非易失性(NVM)缓存的SSD内部嵌入式事务协议，利用NVM缓存访问频率较高的事务元数据以减少事务开销并实现系统的快速恢复。并在基于OpenSSD的真实硬件平台上进行了实现和验证。

3. 针对云计算平台中数据快速增长导致分布式存储数据传输时间延长，数据密集型服务性能下降的问题，本文提出一个基于GPU加速的主动存储模型，通过在存储节点上执行数据聚类和过滤操作来减少网络数据传输，并利用GPU的并行计算能力来提高性能，并在分布式文件系统FastDFS上进行了实现。

主要学术成果

(1). Yanjie Tan; Huailiang Tan; Peng Zhu; Youyou Lu; Zaihong He. Embedded Transaction Support inside SSD with Small-Capacity Non-volatile Disk Cache. IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering (TKDE). 2020. CCF A类期刊.

(2). Huailiang Tan; Yanjie Tan; Xiaofei He; Kenli Li; Keqin Li. A Virtual Multi-Channel GPU Fair Scheduling Method for Virtual Machines. IEEE Transactions on Parallel and Distributed Systems(TPDS). 2019. CCF A类期刊.

(3). Zaihong He; Jishun Kuang; Yanjie Tan; Shihui Peng; Huailiang Tan. LPCMsim: A Lightweight Phase Change Memory Simulator. Future Generation Computer Systems(FGCS). 2019. SCI一区期刊.

(4). Zaihong He; Jishun Kuang; Yanjie Tan; Wenjie Liu; Bin Sheng. Design and Implementation of GPU Accelerated Active Storage in FastDFS. 2019 IEEE 21st International Conference on High Performance Computing and Communications(HPCC). 2019. CCF C类会议.